寧夏典型抽水型水庫水質(zhì)評價及模擬預(yù)測研究.pdf

1、水質(zhì)評價與水質(zhì)預(yù)測是水環(huán)境管理的重要工作之一，是建立科學(xué)合理的水質(zhì)控制方案的主要理論依據(jù)，在水環(huán)境保護中起著舉足輕重的作用。寧夏鴨子蕩水庫為典型的抽水型水庫，本文利用不確定水質(zhì)評價方法開展庫區(qū)水質(zhì)綜合評價;并在野外測試的基礎(chǔ)上，建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，模擬庫區(qū)流場和水質(zhì)的時空分布。研究結(jié)果表明:
　　(1)實測鴨子蕩水庫的部分水質(zhì)指標(biāo)，水質(zhì)綜合分析表明CODCr、NH3-N和DO達到Ⅲ類水體要求，BOD5、T

2、P存在部分超標(biāo)現(xiàn)象，而TN100％的超標(biāo)。采用灰色關(guān)聯(lián)法對水庫水質(zhì)進行評價，結(jié)果表明鴨子蕩水庫的水體類別屬于Ⅲ類水體，且(Si)?、箢悩?biāo)準(zhǔn)值比取5類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的平均值時的計算結(jié)果更符合實際。
　　(2)鴨子蕩水庫庫區(qū)布點采樣，利用ArcGIS中的反距離權(quán)重法對CODMn、NH3-N、TN、TP四個水質(zhì)指標(biāo)進行空間插值分析。結(jié)果表明:4月份由于冰剛?cè)诨w對流混合，此階段庫區(qū)污染物空間差異性較小;7月和10月則空間差異較大。庫區(qū)的C

3、ODMn和NH3-N均能滿足水體功能要求，但TN在庫區(qū)100％超過標(biāo)準(zhǔn)限值1 mg/L，部分TP濃度超過標(biāo)準(zhǔn)限值0.05 mg/L。相對于針對各采樣點的單點數(shù)據(jù)分析，空間分布特征更具全面性。
　　(3)利用載波相位差分技術(shù)(RTK)定位，采用先進的“河貓”設(shè)備實測水庫的庫底地形和斷面流速，采用建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維水流數(shù)學(xué)模型模擬庫區(qū)流場，結(jié)果表明作為典型的抽水型水庫，鴨子蕩水庫在上水和不上水兩種運行工況下具有明顯不同的水流

4、特征。上水時，從進水口到取水塔形成一條明顯主流，取水塔附近由于取水的動力形成一個大環(huán)流;進水口和取水塔附近水流流速較大，達到0.02～0.03 m/s，其他區(qū)域流速較小，在水庫西南區(qū)域的流速最低，水流流速僅為0.004～0.008 m/s。不上水時，庫區(qū)無主流僅在取水塔附近形成環(huán)流，環(huán)流的流速仍可達到0.02～0.03 m/s，其他區(qū)域流速較小，基本處于毫米級。上水時的庫區(qū)水體流速明顯大于不上水時的流速。通過設(shè)置不同工況模擬進一步表明，

5、吞吐流和風(fēng)生流對鴨子蕩水庫的庫區(qū)流場影響明顯，其中風(fēng)生流是主動力。
　　(4)建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維污染物輸移模型模擬庫區(qū)水質(zhì)空間分布，結(jié)果表明鴨子蕩水庫在上水和不上水時的水質(zhì)變化規(guī)律不同。上水時，高濃度區(qū)域集中在進水口附近，沿庫區(qū)主流方向污染物濃度逐漸降低;在取水塔附近CODCr和NH3-N的濃度分別為10 mg/L和0.25mg/L左右。不上水時，庫區(qū)污染物濃度空間差異性逐漸減小;上水時的水質(zhì)差于不上水時的水質(zhì)。通過設(shè)置

6、不同工況模擬表明，吞吐流、風(fēng)場和進水水質(zhì)變化對庫區(qū)CODCr和NH3-N的空間分布影響顯著;各工況下，上水時高濃度區(qū)域均集中在進水口附近，可見控制進水水質(zhì)對于水庫的水質(zhì)管理非常重要。
　　(5)鴨子蕩水庫存在部分水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)、上水時水質(zhì)較差、庫區(qū)污染物濃度時空分布不均等問題。可以從推廣水庫內(nèi)生態(tài)修復(fù)及生物凈化技術(shù)、水庫進水口區(qū)域挖掘底泥、進行庫底曝氣等工程性措施及明確管理部門職責(zé)加強管理、完善水源地應(yīng)急預(yù)案和監(jiān)管制度，防范水環(huán)境污